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论文类型：会议论文

发表时间：2016-10-01

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关键字：颗粒生成;几何构造算法;离散元;颗粒材料

摘要：在离散元方法中,颗粒样本的生成是重要的一个环节。本文提出了一种基于几何构造算法的三维球形颗粒排列方法。区别于动力生成法产生试样时需要耗费大量的时间,且初始排列颗粒之间不可避免的存在重叠量,利用几何构造法能避免上述问题,并且不需要对颗粒的运动进行模拟。几何构造算法生成的颗粒样本是各向同性的。为了生成形态各异的样本,将生成区域的外轮廓划分成三角形,并将这些三角形作为边界约束条件,当产生的颗粒超过边界时,需更新颗粒位置及其粒径。另外,大尺度的颗粒样本可以利用周期边界的方式产生,原理如图1所示。在颗粒生成过程中,需满足两个条件:(1)颗粒粒径要符合设定的粒径范围;(2)颗粒之间重叠量小于设定值。为了提高几何构造算法产生颗粒的速度,降低搜索步数,对整个生成区域进行了网格划分,使得每一个生成的颗粒都具有网格属性。几何构造排列法的流程图示如图2所示,直观地展现了颗粒样本从初始颗粒起始不断向外扩展,并最终形成设定形状的过程。最后,分析了几何构造算法生成的颗粒样本的内部属性,如样本密集度、平均配位数等,也分析了不同的网格大小对几何构造算法效率的影响。将几何构造算法生成的样本试样应用到道碴单颗粒破碎DEM模拟中,较好地与实验结